_{дюйм-фунт} = P _{л. с.} 63025 / n (1)

, где

T _{дюйм-фунт} = крутящий момент (фунт _f )

P _{л.с. двигатель (л.с.)}

n = число оборотов в минуту (об / мин)

Альтернативно

T _{фут-фунт} = P _л.с. 5252 / n (1b)

где

T _{фут-фунт} = крутящий момент 3 фунт _{= крутящий момент 74 фунт}

Крутящий момент в единицах СИ можно рассчитать как

T _Нм = P _W 9.549 / n (2)

где

T _Нм = крутящий момент (Нм)

P _W = мощность (Вт)

n = обороты в минуту (об / мин)

Электродвигатель — зависимость крутящего момента от мощности и скорости

мощность (кВт)

скорость (об / мин)

Электродвигатель — мощность от крутящего момента и скорости

крутящий момент (Нм)

скорость (об / мин)

Электродвигатель — Зависимость скоростиМощность и крутящий момент

мощность (кВт)

крутящий момент (Нм)

Пример — крутящий момент электродвигателя

крутящий момент, передаваемый электродвигателем мощностью 0,75 кВт (750 Вт) при скорости 2000 об / мин можно рассчитать как

T = ( 750 Вт ) 9,549 / (2000 об / мин)

= 3,6 (Нм) Пример

от электродвигателя

Крутящий момент, передаваемый от электродвигателя мощностью 100 л. с. при скорости 1000 об / мин можно рассчитать как

T = (100 л.с.) 63025 / (1000 об / мин)

= 6303 (фунт _f дюйм)

Для преобразования в фунт-сила-фут — разделите крутящий момент на 12 .

Мощность на валу электродвигателя

Мощность обычно оценивается в ватт (Вт), или лошадиных сил (л.с.) . Старая британская система мер лошадиных сил равна 746 Вт (0,745 кВт) или 33000 фунт-футов в минуту (или 550 фунтов-футов в секунду ).

Единица электрической мощности — 1 ватт — равна мощности, произведенной электрическим током 1 ампер при разности потенциалов 1 вольт .

• 1 Вт = 1/746 л. С.
• 1 л. ) электродвигатель:

  P _{вал_кВт} = η _м UI /1000 (1)

  где

  P _{вал_кВт} = мощность на валу

  η _м = КПД двигателя

  U = напряжение (В)

  I = ток (А, амперы)

  Переменный ток — AC

  Мощность на валу Электродвигатель переменного тока (AC) :

  Однофазный

  P _{вал_кВт} = η _м UI 9129 8 PF / 1000 (1b)

  где

  PF = коэффициент мощности

  Двухфазный четырехпроводный

  P _{вал_ кВт} = η _м 2 UI 9 (1c)

  Трехфазный

  P _{вал_кВт} = η _м 1. 73 UI PF / 1000 (1d)

  Мощность на валу, л.с.

  Мощность на валу, выраженная в лошадиных силах:

  P ₎

  или для двигателя постоянного тока
  

  P _{вал_ л.с.} = (η _м UI / 1000) / 0,746

  = η _м UI / 746 (UI / 746 2b)

  , где

  P _{вала_ л.с.} = Мощность на валу (л.с.)

  Пример — Электродвигатель мощности на валу

  Мощность на валу, создаваемая электродвигателем постоянного тока с 36 В, 85% КПД и 5 ампер — можно рассчитать в Вт как

  P _{вал_кВт} = 0.85 (36 В) (5 ампер) / 1000

  = 0,153 кВт
  

  = 153 Вт

  Мощность на валу как л. кВт) / 0,746

  = 0,21 л. 5, 2, 3, 5, 7,5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1250, 1500, 1750, 2000, 2250, 2500, 3000, 3500, 4000

Номинальное напряжение не более 600 В переменного тока и номинальная частота 50 или 60 Гц .

Выходная мощность двигателя электромобиля

В физике выходная мощность относится к количеству энергии, доставленной в течение заданного периода времени.Применительно к автомобильной промышленности это означает количество механической энергии, производимой двигателем, опять же в течение заданного периода времени. Это влияет на ускорение, тяговое усилие автомобиля (вес, который он может перемещать) и его способность подниматься в гору.

Будь то двигатель внутреннего сгорания или электродвигатель, выходная мощность механической энергии определяется произведением скорости вращения (измеряется в оборотах в минуту) и крутящего момента. Выраженный в Ньютон-метрах (Нм), крутящий момент описывает тяговую мощность двигателя.

Это объясняет тот факт, что два двигателя с одинаковой выходной мощностью могут вести себя по-разному и чувствовать себя водителем по-разному. Спортивный автомобиль демонстрирует характеристики, которые не могут сравниться с характеристиками большого грузовика, даже если они оба одинаково мощны с точки зрения мощности двигателя!

Производители не могут просто заявить о мощности двигателя: она измеряется в процессе тестирования, что иллюстрируется изменениями крутящего момента в зависимости от скорости вращения.Значение, используемое производителями автомобилей, обычно относится к максимальной измеренной выходной мощности. Выражается в ваттах (Вт) и, в более общем смысле, в киловаттах (кВт).

Когда говорят об электрической системе, такой как в электромобиле, механическая мощность, выраженная в ваттах (Вт), киловаттах (кВт) или лошадиных силах (PS), вычисляется путем умножения скорости (об / мин) на крутящий момент, вращательное эквивалент линейной силы, измеряемой в фунт-футах (фунт-фут) или ньютон-метрах (Нм). Но прежде чем приступить к каким-либо долгим вычислениям, быстрый поиск в Интернете приведет к появлению ряда веб-сайтов, на которых вы просто вводите скорость и крутящий момент вашего электромобиля, чтобы рассчитать его выходную мощность в киловаттах. Или вы можете посмотреть руководство по эксплуатации вашего автомобиля.

«Лошадиная сила» исторически относится к выходной мощности автомобильного двигателя и восходит к концу девятнадцатого века. Это способ выразить выходную мощность более буквально, приравняв ее к рабочей нагрузке, которую люди могут понять.Таким образом, мощность в лошадиных силах, иногда обозначаемая аббревиатурой PS (немецкое «Pferdestärke»), относится к выходной мощности, создаваемой лошадью, чтобы поднять 75-килограммовый груз на высоту одного метра за одну секунду. По метрической системе это примерно 736 Вт.

Таким образом, мощность двигателя электромобиля может быть взаимозаменяемо выражена в кВт или л. с. Например, двигатель R135 в ZOE выдает мощность двигателя 100 кВт или 135 л.с. — отсюда и название! Его крутящий момент теперь улучшен до 245 Нм по сравнению с 225 Нм у двигателя ZOE R110, выпущенного в 2018 году, чтобы сделать электромобиль более динамичным в ситуациях, когда требуется ускорение, например, при проезде или выезде на шоссе.

Роль двигателя — создавать механическую энергию из другой формы энергии. Таким образом, его выходная мощность определяется максимальной способностью преобразования энергии. В случае электромобиля его выходная мощность зависит от размера двигателя (его объема) и мощности входящего тока.

Выходная мощность также является результатом урожайности, т.е.е. соотношение количества поступающей поставляемой электроэнергии к исходящей доставленной механической энергии.

Не вся энергия, вырабатываемая электросетью или зарядной станцией, в конечном итоге используется для питания двигателя. Его можно потерять из-за тепла или трения по пути. Другими словами, механическая энергия, фактически используемая двигателем, является «полезной» энергией. Разделив фактическую выходную мощность электродвигателя на идеальную выходную мощность (равную начальной потребляемой мощности), вы получите механический КПД двигателя.

Итак, для электромобиля расчет «полезной» энергии можно найти, разделив выходную мощность (скорость x крутящий момент) на входную и выразив результат в процентах. Это иначе известно как формула эффективности r = P / C, где P — количество полезной продукции («продукта»), произведенной на количество C («стоимость») потребленных ресурсов.

Цель состоит в том, чтобы уменьшить эти потери выходной мощности для достижения максимальной энергоэффективности. Таким образом, большая часть энергии, хранящейся в аккумуляторе, используется для увеличения запаса хода электромобиля.В этом отношении ZOE работает особенно хорошо. Имея запас хода по WLTP * в 395 км благодаря аккумулятору на 52 кВтч, он предлагает одно из лучших соотношений на рынке электромобилей во всех сегментах вместе взятых.

При этом максимальная выходная мощность не влияет напрямую на запас хода электромобиля, так как стиль вождения оказывает наибольшее влияние на потребление энергии двигателем. Следовательно, речь идет не о самом эффективном двигателе электромобиля, а о самом эффективном поведении при вождении.Например, резкое ускорение будет означать скачок потребления электроэнергии. Периоды высокоскоростной езды также значительно расходуют заряд аккумулятора. Чем выше скорость, тем больше энергии требуется для ее поддержания.

И наоборот, расслабленное вождение снижает мгновенный расход и делает рекуперативное торможение более эффективным. Это принцип экологического вождения, который является одним из лучших способов увеличить запас хода электромобиля.

Control Engineering | Измерение и анализ мощности электродвигателя

Энергия — одна из самых высоких статей затрат на заводе или предприятии, и двигатели часто потребляют львиную долю энергии предприятия, поэтому обеспечение оптимальной работы двигателей жизненно важно. Точные измерения мощности могут помочь снизить потребление энергии, поскольку измерение всегда является первым шагом к повышению производительности, а также может помочь продлить срок службы двигателя. Небольшое смещение или другие проблемы часто невидимы невооруженным глазом, а малейшее колебание вала может отрицательно сказаться на производительности и качестве и даже сократить срок службы двигателя.

В следующих трех выпусках Applied Automation мы обсудим трехэтапный процесс проведения точных измерений электрической и механической мощности различных двигателей и систем привода с регулируемой скоростью (VFD).Мы также покажем, как эти измерения используются для расчета энергоэффективности двигателей и приводных систем.

Кроме того, мы расскажем, как проводить точные измерения мощности сложных искаженных сигналов, а также какие инструменты использовать для различных приложений.

Основные измерения электроэнергии

Электродвигатели — это электромеханические машины, преобразующие электрическую энергию в механическую. Несмотря на различия в размере и типе, все электродвигатели работают примерно одинаково: электрический ток, протекающий через катушку с проволокой в ​​магнитном поле, создает силу, которая вращает катушку, создавая крутящий момент.

Понимание выработки электроэнергии, потерь мощности и различных типов измеряемой мощности может быть пугающим, поэтому давайте начнем с обзора основных измерений электрической и механической мощности.

Что такое мощность? В самом простом виде мощность — это работа, выполняемая в течение определенного периода времени. В двигателе мощность передается на нагрузку путем преобразования электрической энергии в соответствии со следующими законами науки.

В электрических системах напряжение — это сила, необходимая для перемещения электронов.Ток — это скорость потока заряда в секунду через материал, к которому приложено определенное напряжение. Умножив напряжение на соответствующий ток, можно определить мощность.

P = V * I, где мощность (P) в ваттах, напряжение (V) в вольтах, а ток (I) в амперах

Ватт (Вт) — единица мощности, определяемая как один джоуль в секунду. Для источника постоянного тока расчет — это просто напряжение, умноженное на ток: W = V x A. Однако определение мощности в ваттах для источника переменного тока должно включать коэффициент мощности (PF), поэтому:
W = V x A x PF для систем переменного тока.

Коэффициент мощности представляет собой безразмерное отношение в диапазоне от -1 до 1 и представляет собой количество реальной мощности, выполняемой при работе с нагрузкой. При коэффициенте мощности меньше единицы, что почти всегда имеет место, будут потери в реальной мощности. Это связано с тем, что напряжение и ток в цепи переменного тока имеют синусоидальную природу, а амплитуда тока и напряжения в цепи переменного тока постоянно смещается и обычно не идеально совмещена.

Поскольку мощность равна напряжению, умноженному на ток (P = V * I), мощность является максимальной, когда напряжение и ток выстраиваются вместе, так что пики и нулевые точки на сигналах напряжения и тока возникают одновременно.Это типично для простой резистивной нагрузки. В этой ситуации две формы сигналов находятся «в фазе» друг с другом, а коэффициент мощности будет равен 1. Это редкий случай, поскольку почти все нагрузки не просто и идеально резистивны.

Говорят, что два сигнала «не в фазе» или «сдвинуты по фазе», если два сигнала не коррелируют от точки к точке. Это может быть вызвано индуктивными или нелинейными нагрузками. В этой ситуации коэффициент мощности будет меньше 1, и реальная мощность будет меньше.

Из-за возможных колебаний тока и напряжения в цепях переменного тока мощность измеряется несколькими различными способами.

Реальная или истинная мощность — это фактическая мощность, используемая в цепи, и измеряется в ваттах. Цифровые анализаторы мощности используют методы оцифровки сигналов входящего напряжения и тока для расчета истинной мощности, следуя методу, показанному на Рисунке 2:

Рисунок 2: Расчет истинной мощности

В этом примере мгновенное напряжение умножается на мгновенный ток (I), а затем интегрируется за определенный период времени (t). Истинный расчет мощности будет работать с любым типом сигнала независимо от коэффициента мощности (Рисунок 3).

Рис. 3. Эти уравнения используются для расчета истинного измерения мощности и истинного среднеквадратичного измерения.

Гармоники создают дополнительную сложность. Несмотря на то, что электрическая сеть номинально работает на частоте 60 Гц, в цепи потенциально может существовать множество других частот или гармоник, а также может присутствовать составляющая постоянного или постоянного тока.Общая мощность рассчитывается путем рассмотрения и суммирования всего содержимого, включая гармоники.

Методы расчета, показанные на Рисунке 3, используются для обеспечения истинного измерения мощности и истинных измерений среднеквадратичного значения для любого типа сигнала, включая все гармонические составляющие, вплоть до полосы пропускания прибора.

Измерение мощности

Теперь мы посмотрим, как на самом деле измерить мощность в данной цепи. Ваттметр — это прибор, который использует напряжение и ток для определения мощности в ваттах.Теория Блонделя утверждает, что общая мощность измеряется минимум на один ваттметр меньше, чем количество проводов. Например, однофазная двухпроводная схема будет использовать один ваттметр с одним измерением напряжения и одним измерением тока.

Однофазная трехпроводная двухфазная система часто встречается в проводке общего корпуса. Эти системы требуют двух ваттметров для измерения мощности.

В большинстве промышленных двигателей используются трехфазные трехпроводные схемы, которые измеряются двумя ваттметрами.Таким же образом потребуются три ваттметра для трехфазной четырехпроводной схемы, при этом четвертый провод является нейтралью.

На рисунке 4 показана трехфазная трехпроводная система с нагрузкой, подключенной с использованием метода измерения с использованием двух ваттметров. Измеряются два линейных напряжения и два связанных фазных тока (с помощью ваттметров W a и W c ). Четыре измерения (линейный и фазный ток и напряжение) используются для достижения общего измерения.

Рисунок 4: Измерение мощности в трехфазной трехпроводной системе двумя ваттметрами.

Поскольку этот метод требует контроля только двух трансформаторов тока и двух трансформаторов напряжения вместо трех, установка и конфигурация проводки упрощаются. Он также может точно измерять мощность в сбалансированной или несбалансированной системе. Его гибкость и низкая стоимость установки делают его подходящим для производственных испытаний, когда требуется измерение только мощности или нескольких других параметров.Для инженерных и научно-исследовательских работ лучше всего подходит трехфазный трехпроводной метод с использованием трех ваттметров, поскольку он предоставляет дополнительную информацию, которая может использоваться для балансировки нагрузки и определения истинного коэффициента мощности. В этом методе используются все три напряжения и все три тока. Измеряются все три напряжения (от a до b, от b до c, от c до a), и контролируются все три тока.

Рис. 5. При проектировании двигателей и приводов ключевым моментом является учет всех трех значений напряжения и тока, что делает метод трех ваттметров на рисунке выше лучшим выбором.

Измерение коэффициента мощности

При определении коэффициента мощности для синусоидальных волн коэффициент мощности равен косинусу угла между напряжением и током ( Cos Ø ). Это определяется как коэффициент мощности «смещения» и подходит только для синусоидальных волн. Для всех других форм сигналов (несинусоидальных волн) коэффициент мощности определяется как активная мощность в ваттах, деленная на полную мощность в напряжении-амперах. Это называется «истинным» коэффициентом мощности и может использоваться для всех форм сигналов, как синусоидальных, так и несинусоидальных.

Рисунок 6: Общий коэффициент мощности определяется путем суммирования общих ватт, разделенных на общее измеренное значение в ВА.

Рис. 7. Используя метод двух ваттметров, сумма общих ватт (W ₁ + W ₂ ) делится на измерения VA.

Однако, если нагрузка несимметрична (фазные токи разные), это может привести к ошибке при вычислении коэффициента мощности, поскольку в расчете используются только два измерения ВА.Два VA усредняются, потому что предполагается, что они равны; однако, если это не так, будет получен неверный результат.

Следовательно, лучше всего использовать метод трех ваттметров для несимметричных нагрузок, поскольку он обеспечит правильный расчет коэффициента мощности как для сбалансированных, так и для несбалансированных нагрузок.

Рис. 8. При использовании метода трех ваттметров все три измерения ВА используются в приведенном выше расчете коэффициента мощности.

используется описанный выше метод, который называется методом подключения 3V-3A (три напряжения и три тока).Это лучший метод для инженерных и проектных работ, поскольку он обеспечивает правильные измерения общего коэффициента мощности и ВА для симметричной или несимметричной трехпроводной системы.

Основные измерения механической мощности

В электродвигателе механическая мощность определяется как скорость, умноженная на крутящий момент. Механическая мощность обычно определяется как киловатты или лошадиные силы, при этом один Вт равен 1 Джоуль / сек или 1 Нм / сек.

Рис. 9. Измерения механической мощности в ваттах определяются как удвоение числа Pi, умноженное на скорость вращения (об / мин), деленное на 60-кратный крутящий момент (ньютон-метр).

Лошадиная сила — это работа, выполняемая за единицу времени. Один л.с. равен 33 000 фунт-футов в минуту. Преобразование л.с. в ватт достигается с использованием этого соотношения: 1 л.с. = 745,69987 Вт. Однако преобразование часто упрощается, используя 746 Вт на л.с. (Рисунок 10).

Рис. 10. В уравнениях измерения механической мощности для лошадиных сил часто используется округленное значение 1 л.с. = 746 Вт.

Для асинхронных двигателей переменного тока фактическая скорость вращения ротора — это скорость вращения вала (ротора), обычно измеряемая с помощью тахометра. Синхронная скорость — это скорость вращения магнитного поля статора, рассчитанная как 120-кратная частота сети, деленная на количество полюсов в двигателе. Синхронная скорость — это теоретическая максимальная скорость двигателя, но ротор всегда будет вращаться немного медленнее, чем синхронная скорость из-за потерь, и эта разница скоростей определяется как скольжение.

Скольжение — это разница в скорости ротора и синхронной скорости. Чтобы определить процент скольжения, используется простой процентный расчет синхронной скорости минус скорость ротора, деленная на синхронную скорость.

КПД можно выразить в простейшей форме как отношение выходной мощности к общей входной мощности или КПД = выходная мощность / входная мощность. Для двигателя с электрическим приводом выходная мощность является механической, в то время как входная мощность является электрической, поэтому уравнение эффективности выглядит следующим образом: КПД = механическая мощность / входная электрическая мощность.

Билл Гэтеридж (Bill Gatheridge) является менеджером по продукции для приборов измерения мощности в Yokogawa Test & Measurement и имеет более чем 20-летний опыт работы с компанией в области прецизионных измерений электроэнергии.Он является членом и заместителем председателя комитета ASME PTC19.6 по измерениям электроэнергии для испытаний производительности электростанций.

Эта статья появляется в приложении Applied Automation к Control Engineering и Plant Engineering.

Силовые и электрические двигатели | WIRED

У меня проблема. Каким-то образом я получил это устройство Watts Up Pro. По сути, он рассчитывает потребление энергии (в ваттах) для всего, что к нему подключено.Очень круто, но кто-то должен меня остановить. Я все время хочу измерять разные вещи.

Самое интересное то, что вы можете подключить его к компьютеру через USB и записывать данные с помощью Vernier’s Logger Pro. Единственный недостаток использования Logger Pro — это то, что у меня на холодильнике лежал ноутбук в течение 24 часов. Моя жена не жаловалась примерно через 18 часов. Однако данные того стоили.

Итак, какова мощность, потребляемая моим холодильником за день? Вот:

Я был удивлен, обнаружив, что за это время средняя мощность составила всего 91 Вт.Но посмотрите на эти пики — примерно до 1000 Вт на короткие периоды. Вот увеличенная версия для одного цикла.

Почему большой шип?

Короткий ответ: это то, что делают электродвигатели. Любое устройство, которое зависит от электродвигателя, при включении будет иметь большой скачок тока. Во-первых, позвольте мне взглянуть на власть. Для любого элемента схемы (о, и я говорю о цепях постоянного тока здесь, даже если холодильник работает от переменного тока) мощность, потребляемая этим устройством, будет:

Для ясности, I — это электрический ток, проходящий через этот элемент, а Δ V — это изменение электрического потенциала на том же элементе.Поскольку мощность — это просто произведение тока и напряжения, позвольте мне взглянуть на простую установку, где я могу измерить эти два.

Это простой двигатель постоянного тока, подключенный к батарее типа D. Я решил сделать все в стиле ретро и использовать хороший аналоговый вольтметр и аналоговый амперметр. Вот изображение амперметра как для вращающегося, так и для остановленного двигателя.

Для вращающегося двигателя ток составляет около 40 мА по сравнению с почти 105 мА, когда мои пальцы останавливали вращающийся вал.О, может быть, вы хотели бы увидеть это как видео. Ну вот.

http://www.youtube.com/watch?v=glpjtoFeSfU Итак, что здесь происходит? Во-первых, что такое мотор? По сути, это катушка из проволоки с какими-то магнитами. Ток, протекающий по проволоке, взаимодействует с постоянными магнитами, заставляя катушку с проволокой вращаться. Затем должны быть какие-то средства для изменения направления тока в катушке с проволокой, чтобы катушка продолжала вращаться. Изменение тока обычно осуществляется щетками, которые переключают точки контакта с катушкой во время ее вращения.Да, я упустил некоторые важные детали — но на самом деле они не такие уж и сложные. Вот суперпростая версия двигателя постоянного тока:

Итак, что произойдет, если вы не позволите катушке с проволокой вращаться? В этом случае у вас просто есть катушка провода, подключенная к батарее. Довольно скучно, но на принципиальной схеме это будет выглядеть так:

Чем длиннее провод, тем выше сопротивление (R). Более тонкая проволока также будет иметь большее сопротивление. Фактически, я могу рассчитать сопротивление этого провода.Поскольку я знаю напряжение на проводе (около 1,5 вольт) и ток (105 мА), я могу использовать закон Ома:

Поскольку катушка провода — единственное, что подключено к батарее, изменение электрического потенциала по проводу такой же, как и для АКБ (1,5 вольта). Это дает сопротивление 14,3 Ом. Не знаю, почему я это рассчитал. Здесь это не особо помогает. Ну что ж.

Как подобрать двигатели по нагрузке, мощности, мощности двигателя

Рэнди Барнетт

Это заблуждение среди тех, кто выбирает и устанавливает двигатели. Правильный выбор двигателей для данной нагрузки приводит к более эффективному управлению нагрузками, экономии энергии и экономии долларов. Двигатели обычно наиболее эффективны, когда они загружены от 90% до 95%. Тот факт, что на заводской табличке двигателя написано «25 л.с.», не означает, что двигатель выдает двадцать пять лошадиных сил во время работы. Двигатель может производить немного меньше в зависимости от требований к нагрузке.Если двигатель постоянно работает с этими пониженными требованиями к мощности, деньги тратятся зря, и вам следует подумать о замене его двигателем правильного размера.

Кроме того, сечение проводов и предохранителей или прерывателя цепи, питающих этот двигатель, основывается на номинальном токе полной нагрузки двигателя, предполагаемой частоте его срабатывания и других факторах. Установка проводов и прерывателей большего диаметра, чем необходимо, — напрасная трата. Также важно понимать, что даже при низких требованиях к мощности двигатель по-прежнему потребляет относительно большой ток.Например, двигатель, работающий без нагрузки, по-прежнему потребляет около 50% своего номинального тока.

При замене двигателя подберите двигатель к заданию.

При замене двигателей важно согласовать двигатель с заданием. В дополнение к выбору правильного напряжения, фазы (трехфазной или однофазной), буквенного обозначения конструкции и буквенного кода обязательно выберите правильную номинальную мощность в лошадиных силах. Если двигатель был заменен ранее или работает с насосом, вентилятором или другим оборудованием, размер которого не был определен производителем оригинального оборудования как часть всей системы, возможно, вы выбрали двигатель неправильного размера.Измерение базовых значений напряжения и тока для оценки собственных требований к мощности предоставит вам более эффективную систему.

Такая информация важна при проведении энергетического исследования. Если нагрузка двигателя изменяется на 90% или менее от полной нагрузки в течение длительного времени, применение может быть подходящим для привода с регулируемой скоростью и, таким образом, значительной экономии. Например, если требования к мощности двигателя в лошадиных силах могут быть уменьшены с помощью привода с регулируемой скоростью, чтобы снизить скорость двигателя до 90% от полной номинальной скорости двигателя, то потребление энергии снижается до 73% от того, что требуется для работы на полной скорости.Еще одна причина узнать требования к нагрузке вашего оборудования!

В некоторых случаях двигатель может быть перегружен, потребляя ток, превышающий его номинальный. Будь то плохие подшипники, смещенный вал или другие проблемы, связанные с обслуживанием, или просто чрезмерная нагрузка на двигатель, однозначно имеет место один вредный эффект: чрезмерное нагревание обмоток. Тепло ухудшает изоляцию и является основной причиной отказа двигателя. Хотя правильно подобранные и установленные устройства защиты от перегрузок вызывают отключение двигателя, как правило, от 115% до 125% от значения тока полной нагрузки, указанного на паспортной табличке, выделяемое за это время тепло обязательно сокращает срок службы двигателя.

Определение фактической мощности двигателя

Значения рабочего тока и напряжения двигателя должны измеряться и регистрироваться на регулярной основе в рамках программы профилактического обслуживания. Используйте эту формулу для оценки мощности двигателя: Мощность (л.с.) = Напряжение x Средняя мощность x% КПД x коэффициент мощности x 1,73 / 746. (См. Подробную информацию на диаграмме ниже.)

Используйте эту формулу для оценки мощности двигателя

Мощность (л.с.) = Напряжение x Сила тока x% EFF x коэффициент мощности x 1,73 / 746

Где:

Напряжение — это среднее значение трех измеренных напряжений: (AB + AC + BC) / 3

Ампер — средний измеренный ток трех фаз: (A + B + C) / 3

% EFF — КПД двигателя на паспортная табличка двигателя

Коэффициент мощности — это отношение реальной мощности (кВт) к полной мощности (кВА).При отсутствии инструментов для измерения коэффициента мощности практическое правило заключается в оценке коэффициента мощности равным 0,85

1,73 — константа, используемая при расчете трехфазной мощности

746 — константа для преобразования ватт в лошадиные силы (746 ватт = 1 л.

Мощность в лошадиных силах (л.с.) = напряжение x сила тока x% КПД x коэффициент мощности x 1.73/746

= 472 В x 20 А x 0,90 x 0,85 x 1,73 / 746 = 17 л.с.

Самый быстрый метод точной оценки мощности двигателя — использовать цифровые клещи для измерения тока и напряжения на двигателе, а затем выполнить простой расчет. Используйте эту формулу для оценки мощности двигателя. Мощность (л.с.) = напряжение x сила тока x% КПД x коэффициент мощности x 1,73 / 746. Обязательно соблюдайте правила безопасной работы, соответствующие конкретному применению. Благодаря наличию цифровых мультиметров с удаленным дисплеем, таких как токоизмерительные клещи для измерения истинного среднеквадратичного значения с удаленным дисплеем Fluke 381, рабочие могут уменьшить свое воздействие смертельного напряжения и зону опасности дугового разряда.

Для получения точных показаний важно использовать токоизмерительные клещи с истинным среднеквадратичным значением. В то время как токи двигателя обычно можно считывать непосредственно с лицевой стороны привода с регулируемой скоростью, питающего связанный двигатель, для другого оборудования потребуется использовать измеритель, обеспечивающий точные показания при наличии гармоник и синусоидальных искажений.

Измерение нагрузок, отличных от двигателей

Вам также необходимо записать рабочие значения нагрузок, отличных от двигателей. Поскольку мощность в лошадиных силах не определяется для других нагрузок, кроме двигателей, просто используйте процедуру, описанную во врезке «Используйте эту формулу для оценки мощности двигателя», чтобы измерить и записать текущее значение нагрузки.Примерами таких нагрузок могут быть герметичные мотор-компрессоры хладагента, используемые в оборудовании HVAC, осветительные нагрузки и нагревательные элементы. Номинальный ток нагрузки герметичных компрессоров хладагента и номинальный ток другого типа оборудования необходимо сравнивать с измеренными значениями, когда вы имеете дело с отключением выключателя или перегревом оборудования. Чтобы определить размер прерывателя и проводов, необходимых для питания вашей нагрузки, см. Национальный электротехнический кодекс® (NEC®), инструкции производителя, чертежи и любые местные нормативные требования.Хотя NEC имеет особые правила для различных типов оборудования, такого как двигатели и оборудование HVAC, обычно проводники и автоматические выключатели рассчитаны на 125% от продолжительной нагрузки плюс 100% от непостоянной нагрузки.

«Непрерывная нагрузка» — это нагрузка, при которой ожидается, что максимальный ток будет продолжаться в течение трех часов или более. Один важный момент: при выборе размеров проводов и выключателей для двигателей используйте соответствующую таблицу в NEC для силы тока полной нагрузки двигателя, а не ранее измеренное значение или информацию с паспортной таблички двигателя. Ранее измеренное значение помогает определить размер нагрузки. Размеры проводов и прерывателей для питания двигателя основываются на кодовых таблицах, в которых указаны значения тока полной нагрузки для конкретных фаз, напряжения и мощности двигателей.Номинальные параметры и измеренные значения производителя используются для нагрузок, отличных от двигателя.

Например, трехфазный двигатель насоса охлажденной воды мощностью 25 лошадиных сил должен проработать при полной нагрузке три часа или более. В таблицах NEC указано, что ток полной нагрузки трехфазного двигателя мощностью 460 В и мощностью 25 лошадиных сил составляет 34 ампера. Следовательно, проводники, питающие двигатель, должны иметь размер 34 x 1,25 = 43 А (125% от 34 ампер). Таблицы допустимой нагрузки в NEC используются для определения фактического сечения проводника в зависимости от типа изоляции, температуры окружающей среды и других условий.Максимальный размер автоматического выключателя или предохранителя для двигателя основан на другой таблице NEC, Таблица 430.52. Максимальное значение этого устройства защиты от перегрузки по току может находиться в диапазоне от 175% до 250% от тока полной нагрузки. Всегда консультируйтесь с Национальными электротехническими нормами или квалифицированным электриком, чтобы узнать точные размеры проводки двигателя, предохранителей и автоматических выключателей, а также требования к защите двигателей от перегрузки. То же самое касается герметичных мотор-компрессоров хладагента и другого электрического оборудования.

Цель: правильно подобранная и безопасная установка, работающая с максимальной эффективностью.

Вы должны определить мощность двигателя в полевых условиях, чтобы убедиться, что используется двигатель подходящего размера. Если двигатель слишком большой, подумайте о замене двигателя или установке частотно-регулируемого привода. Регулярное измерение и запись значений тока и напряжения также является важной частью программы качественного профилактического обслуживания. Подбирайте проводку и автоматические выключатели для любого типа нагрузки в соответствии с Национальными электротехническими правилами.Помните, что цель — правильно рассчитанная и безопасная установка, работающая с максимальной эффективностью.

В чем разница между скоростью и крутящим моментом?

Целью роторного двигателя является обеспечение желаемой выходной скорости вращения при одновременном преодолении различных вращательных нагрузок, сопротивляющихся этому вращательному выходу (крутящий момент). Скорость и крутящий момент напрямую связаны и являются двумя основными факторами производительности при правильном выборе двигателя для конкретного применения или использования.Чтобы узнать, как выбрать правильный двигатель для вашего применения, первым делом необходимо понять взаимосвязь между скоростью, крутящим моментом и выходной мощностью двигателя.

Скорость в зависимости от крутящего момента

Выходная мощность двигателя устанавливает границы характеристик скорости и крутящего момента двигателя на основе уравнения:
Мощность (P) = Скорость (n) x Крутящий момент (M)

• • Мощность: Механическая выходная мощность двигателя определяется как выходная скорость, умноженная на выходной крутящий момент, и обычно измеряется в ваттах (Вт) или лошадиных силах (л.с.).
  • Скорость: Скорость двигателя определяется как скорость, с которой двигатель вращается. Скорость электродвигателя измеряется в оборотах в минуту или об / мин.
  • Крутящий момент: Выходной крутящий момент двигателя — это величина силы вращения, которую развивает двигатель. Крутящий момент небольшого электродвигателя обычно измеряется в дюймах-фунтах (дюймах-фунтах), ньютон-метрах (Н-м) или в других напрямую преобразованных единицах измерения.

Поскольку номинальная выходная мощность двигателя является фиксированным значением, скорость и крутящий момент обратно пропорциональны.По мере увеличения выходной скорости доступный выходной крутящий момент пропорционально уменьшается. По мере увеличения выходного крутящего момента выходная скорость пропорционально уменьшается. Это соотношение мощности, скорости и крутящего момента обычно иллюстрируется кривой производительности двигателя, которая часто включает потребляемый двигателем ток (в амперах) и КПД двигателя (в%).

Скорость и крутящий момент при выборе электродвигателя

Ключом к выбору правильного двигателя для конкретной функции является сначала понимание требований приложения. Поскольку большинство приложений с двигателями являются динамическими, а это означает, что требования к крутящему моменту и скорости меняются внутри приложения, очень важно определить различные рабочие точки в приложении. Знание или расчет требований к скорости и крутящему моменту в каждой рабочей точке приложения определит общие требования к скорости и крутящему моменту для соответствующего двигателя. Выбор двигателя можно проверить, нанеся различные рабочие точки приложения на кривую рабочих характеристик выбранного двигателя, чтобы убедиться, что каждая скорость зависит отмомент крутящего момента попадает в соответствующую зону кривой (непрерывные или прерывистые зоны).

Во многих случаях прикладные требования вынуждают выбирать стандартный двигатель значительно большего размера, чтобы обеспечить охват всех рабочих точек. Применение двигателей, размер которых слишком велик для конкретного применения, приводит к ненужным затратам, а также к более крупной и тяжелой конструкции всего продукта.